设备巡检系统的研究与设计

邹胜 孙彩云 何健 亓良 王启明

【摘要】 人工巡检是目前设备管理中常用的工作方法，但其人工巡视，纸质记录的方式存在外在因素多，管理成本高等明显缺陷。随着物联网和互联网技术在智能巡检中的应用及发展，针对设备巡检的现状和任务需求，我们将智能手机终端引入到设备的监测中，设计并实现了基于二维码的智能移动巡检新系统。该系统方案结合了二维码扫描识别技术，构建了一个新的智能移动巡检平台。实践证明，提高巡检自动化水平，在行业内具备实用性和推广性。

【关键词】 二维码 设备巡检系统 智能手机终端

一、研究背景

随着市场对巡检需求的扩大，各厂商通常会安排大量的工作人员对各类设备进行定期或不定期的巡检，为了保证巡检工作的顺利进行，往往需要对巡检工作人员展开督促工作，所以又需提高人事成本来进行抽查等工作。

目前市场上设备巡检的记录手段通常是通过纸质表格来记录设备的工作状态和巡检记录，随着业务的不断发展，传统的设备巡检管理方式也暴露出极大的弊端：

首先，公司无法及时有效的检查巡检工作人员是否按时完成了巡检任务，即便通过管理层面实行了抽查的方法，其结果往往也存在一定的侥幸性，对巡检工作人员主管自觉的依赖直接造成了对巡检人员管理力度的欠缺。其次，由于巡检结果由工作人员手工记录，填写的准确性，记录保留的完整程度也取决于工作人员的工作能力和态度。同时由于数量庞大，统计分析的难度无疑加大，公司很难形成系统的数据库。

为了保证巡检工作系统的正常运行，提高管理水平，本文针对设备巡检系统进行了分析研究，设计出了一种基于二维码技术的设备巡检系统。该系统旨在帮助公司对旗下设备实现集中完整的管理，使基层巡检工作达到低成本，高效率的目标，并保证数据的完备可靠。同时为管理人员提供快速查询功能，使其管理工作高效展开。

二、研究内容

2.1二维码技术的研究

二维码是一种新型的条码技术，采用特定的几何图形按一定规律在平面上分布的黑白图形。其主要特点和优势在于：

1、高密度编码：信息容量大：比普通条码信息容量约高几十倍；

2、容错能力强：具有纠错功能：这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50%仍可恢复信息；

3、译码可靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一；

4、可引入加密措施：保密性、防伪性好；

5、成本低，易制作，持久耐用。

由此可以发现，二维码的信息密集度和识别度高，保密性和防伪能力强，制作容易，使用成本低，同时二维码对读取设备要求低，普通智能手机的摄像头即可满足要求。根据以上优点，可以发现二维码现今以下应用的四个方面：

1.传递信息。如个人名片、质量跟踪等；

2.平台入口。二维码的链接入口，通过扫描二维码进入该平台；

3.移动支付。扫描二维码进入支付页面，使用手机进行支付，例如支付宝的面对面支付等；

4.凭证。比如团购的消费凭证，会议的入场凭证等。

根据研究二维码技术，我们可以发现该技术降低系统整体成本，提高设备巡检系统的可扩展性。

2.2软件应用的研究

手机应用程序的开发属于嵌入式的一种，随着手机硬件性能的不断提高，和业界合作越来越紧密，手机应用程序开发技术愈发成熟。我们在Andriod系统上通过对JAVA、C#等语言的应用，实现了设备巡检系统手机程序的开发。

2.3项目的特色与创新之处

2.3.1动态监管

通过二维码系统信息平台、检查人员只要使用能识读二维码功能手机（终端），对各种设备相对应的二维码标识扫描时，检查人员根据巡检结果判断设备情况，而检查过程表单系统自动生成，管理人员通过系统信息平台，可随时在线实时查询巡检记录、设施状态信息和维护管理情况，能做到安全监控、动态管理。

2.3.2节省成本

使用设备巡检系统后，信息统计汇总、分析判断实现了“非结构性”数据结构化，检查情况系统自动生成，统计汇总软件处理，获取信息快捷方便，统计成本低廉，数据以电子表格方式表达，减少了办公耗材低效使用，符合低炭环保理念，不会出现重复劳动，造成人力、财力和时间浪费。而且，信息数据海量存贮，查阅档案资料简便，直接从数据库中获取，节省时间、效率提高。

2.3.3易于拓展

设备巡检系统不仅可以用于相关的设备检查，也可以在此之上加入更多的服务内容。例如，加入权限开放的模块，可以实现公众监督公共设施的维护情况的目的、对相应的公众设施实现全民监督的效果。在设备巡检系统之上，可以随着社会的需要，增加模块，使之与时俱进，不易淘汰。

三、系统设计

本文采用二维码标签标识设备，用智能手机识别设备，并完成数据存储更新上报功能。如上图所示。

智能手机相对于专用巡检机器，费用相对较低，而且目前智能手机配置性能都足以满足设备巡检需求。系统首先为设备分配独立的二维码将设备信息与二维码一对一绑定。在日常的设备巡检工作中，工作人员使用手机终端对设备二维码标签进行扫描，即可填写数据，并实时提交到系统中。专业人员通过对数据的分析，也可及时发现设备工作异常及危险数据，及时进行处理。

四、功能展示

巡检系统终端的主要功能有：

1、考勤。巡检工作人员通过账号登陆进行巡检签到。

2、巡检。通过扫描二维码识别设备，同时可以对设备进行拍照。

3、录入。工作人员可以把巡检结果录入系统，形成巡检日志。

4、上报。发现设备异常可以实时上报系统，使设备及时得到维修更新。

5、通信。及时将任务分配给工作人员。

五、论文总结

在当下信息时代，人们对通信的需求和要求都越来越高，为了满足通信可靠性的要求，设计开发一套智能巡检系统很有必要。现存的巡检产品仍存在着智能性或移动性的一些问题。为了兼顾实现巡检系统的智能性和移动性，本文充分利用Android智能手机功能，基于Android系统设计开发了一款智能巡检软件，并将该软件成功安装到Android智能手机上实现了精确定位等功能。基于Android的智能巡检系统是通过GPS卫星定位，并利用GPRS/3G等数据网络，通过手动上传，实现设备的实时数据采集及监控的系统。为了达到良好的用户体验，本论文完成了当中的报文上传和解析模块、用户界面模块，实现了各个页面之间的跳转和数据传输，终端各种参数的设置，并能给用户良好引导和提示。

本文设计并实现了基于二维码的智能手机移动终端的新型设备巡检系统，该系统支持包括Android系统的多类型智能手机终端，并具有“傻瓜”式的用户接口，对人员技术要求低，极大地方便了用户的维护和使用。与传统的巡检方式相比，整个巡检系统的可扩展性、资源有限性、安全实时性和环境的动态变化性等方面都有所提升，对设备的透明化监测、高效化管理具有现实意义。本文研究了设备巡检系统的现状和发展情况，阐述了巡检系统开发过程中涉及的主要技术，制定出了采用智能手机扫描二维码标签实现设备巡检的设计方案，围绕基于智能手机终端和二维码的设备巡检系统进行了一系列的设计分析和开发工作。该设备巡检系统采用智能手机Andriod系统为开发平台，配合数据管理系统和二维码完成了基本开发工作。在系统设计部分，本文从模块设计和界面设计两部分，介绍了系统的网络结构、设计流程、功能模块、界面设计的设计结果。在功能展示部分，本文采用图文结合形式，对设备巡检系统功能实现过程进行了详细的介绍，展示了主要的开发成果。

该系统的主要优势和创新点有：1、本系统是一个完整的管理应用系统开发的软件项目，对项目的研究设计和开发用了将近一年的时间。2、本系统采用智能手机作为设备巡检终端，相对于工业级巡检终端来说，极大地降低了成本，同时携带方便。3、本系统采用了智能手机应用程序开发技术，通过基于Linux的安卓系统实现了系统功能。

参 考 文 献

[1]王江涛，王剑，蔡伯根. 基于GPS和RFID技术的铁路信号设备巡检系统[J]. 铁道学报，2006，05：90-94.

[2]王杨. 二维码传播信息的应用及分析[D].山西大学，2013.

[3]李晓莹. 二维码在我国传媒产业中的应用研究[D].广西大学，2013..

[4]刘卫华. 智能巡检系统的设计与实现[D].西南交通大学，2005.